第2章 第3讲 受力分析 共点力的平衡(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考物理大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 聚焦共点力平衡核心，通过分层训练构建从单一物体到系统、静态到动态的受力分析逻辑，强化科学思维中的模型建构与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固练|6题|单一物体平衡（风动石、轻绳悬挂等）|以平衡条件为核心，从重力、弹力等基本力到简单系统受力分析| |能力提升练|5题|连接体/动态平衡（斜面系统、飞艇拖拽等）|拓展整体法与隔离法应用，结合几何关系分析多力平衡| |培优创新练|1题|实际情境应用（自动关门器木楔）|综合摩擦力、临界条件，体现物理观念在实际问题中的迁移|

限时规范训练(9)　受力分析　共点力的平衡 (建议用时：40分钟　满分：70分) (选择题1～6题每题5分，7～11题每题6分，共60分) [基础巩固练] 1．(2025·福建卷，1)如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，关于F1和F2的大小关系，下列说法正确的是(　　) A．F2大于F1 B．F1大于F2 C．F1等于F2 D．F1和F2的大小关系与风力大小有关 解析：A　无风时，风动石处于平衡状态，可得F1＝mg；有风时，风动石仍处于平衡状态，可得F2＝；故F1<F2，A正确。 2．(2026·成都七中月考)如图所示，在水平力F作用下A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则(　　) A．A的受力个数可能是3个 B．A的受力个数可能是5个 C．B的受力个数可能是3个 D．B的受力个数可能是5个 解析：D　对A、B系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零。对A受力分析，由平衡条件得：A受重力、B对A的支持力、水平力F、以及B对A的摩擦力四个力的作用，故A、B错误；对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力、还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。 3．(2026·山东实验中学高三开学考)如图所示，一个人用绕过光滑定滑轮的轻绳提升重物，重物的重力为G，人以速度v向右匀速运动，当人所拉的轻绳与水平方向的夹角为θ＝30°时，下列说法正确的是(　　) A．重物受到的合力为零 B．人受到的合力为零 C．地面对人的摩擦力大小等于G D．轻绳对滑轮的作用力大小为G 解析：B　当人匀速向右运动时，设重物上升的速度为v1，则v1＝v cos θ，随着θ减小，v1增大，则物块加速上升，因此重物受到的合力向上，故A错误；由于人匀速运动，人受到的合力为零，故B正确；轻绳的拉力大于G，地面对人的摩擦力大于T cos 30°＝G，同样，轻绳对滑轮的作用力大小大于2T cos 30°＝G，选项CD错误。故选B。 4．(2025·重庆卷，1)现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停，轻绳M端和N端系住钢管，轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO的弹力大小为(重力加速度为g)(　　) A．2mg B．mg C．mg D．mg 解析：B　以钢管为研究对象，设轻绳的拉力为FT，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件2FTcos 60°＝mg，可得FT＝mg，故选B。 5．(2026·上海中学月考)如图，质量为m的木块A放在水平地面上，固定在A上的竖直轻杆的上端与小球B用细绳连接，当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时，A、B恰好能一起向右匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为60°。已知小球B的质量也为m，则木块A与水平地面间的动摩擦因数为(　　) A． C． 解析：B　对B球，根据平衡条件，水平方向有FTcos 30°＝F cos 30°，竖直方向有FTsin 30°＋F sin 30°＝mg，解得F＝mg，对A、B整体，根据平衡条件，水平方向有F cos 30°＝Ff，竖直方向有F sin 30°＋FN＝2mg，Ff＝μFN，解得μ＝，故选B。 6．(2026·河北衡水二中一调)如图所示，光滑轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的a、b两点，一质量为m的衣服静止悬挂于绳上某点；若在绳上另一点继续悬挂另一质量为M的衣服，已知m<M，两衣架质量均可忽略不计，则最终两衣服在绳上的状态为(　　) 解析：D　对衣架受力分析如图所示，因为同一根绳子上的拉力大小处处相等，所以衣架两侧绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的。设绳子与水平方向的夹角为θ，根据受力平衡可得，F1＝F2＝，由于m<M，若m左端绳与水平方向夹角小于M右端绳与水平方向夹角，则无法平衡，故最终二者靠在一起才能保持平衡。故选D。 [能力提升练] 7．(多选)(2025·福建厦门一模)如图所示，表面光滑的物块A在水平力F的作用下静止在倾角为θ的斜面B上，斜面B静止在水平地面上，下列说法正确的是(　　) A．物块A受到的重力大小为F tan θ B．物块A受到B的支持力大小为 C．A对B的作用力等于F D．斜面B受到地面的摩擦力大小等于F 解析：BD　物块A静止处于平衡状态，受力如图所示，物体A受到的重力GA＝mg＝，物块A受到的支持力大小FN＝，故A错误，B正确；物块A受到重力GA、推力F、B对A的作用力作用，物块A静止，由平衡条件可知，B对A的作用力大小等于重力GA与F的合力大小，不等于F，由牛顿第三定律可知，A对B的作用力大小不等于F，故C错误；物块A与斜面B整体静止处于平衡状态，在水平方向，由平衡条件可知，斜面B受到地面的摩擦力大小Ff＝F，故D正确。 8．(2026·杭州二中月考)飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等多项作战任务。如图所示为飞艇拖拽扫雷具扫除水雷的模拟图。当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向恒成θ角。已知扫雷具质量为m，重力加速度为g，扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是(　　) A．扫雷具受3个力作用 B．绳子拉力大小为 C．海水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力 D．绳子拉力一定大于mg 解析：C　对扫雷具进行受力分析，其受到重力、浮力、拉力和水平方向水的阻力，共4个力作用，如图所示，故A错误；根据平衡条件，竖直方向有F浮＋FTcos θ＝mg，水平方向有F阻＝FTsin θ，解得FT＝，故B错误；扫雷具受到海水的水平方向的阻力等于绳子拉力的水平分力，即小于绳子的拉力，而绳子拉力不一定大于mg，故C正确，D错误。 9．(2025·福建厦门二模)如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一。屋顶部分结构如图乙所示，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间。已知椽子间距离为d，与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，圆弧半径为d，忽略瓦片厚度，重力加速度为g，则每根椽子对瓦片的支持力大小为(　　) 图甲　 图乙 A．mg B．mg cos θ C．mg cos θ D．mg cos θ 解析：C　根据题意，垂直于斜面的截面图及受力分析如图所示，根据受力平衡并结合几何关系，可得2FNcos 30°＝mg cos θ，解得FN＝mg cos θ，故选项C正确。 10．(2026·山东名校考试联盟高三摸底)如图所示，光滑定滑轮通过轻杆OP固定在天花板上，轻绳绕过定滑轮，一端竖直悬挂物块a，另一端连接物块b，物块c放置在物块b上，整个系统处于静止状态。已知mb＝mc＝2ma＝2 kg，轻杆OP与水平方向夹角为θ＝60°，重力加速度大小g取10 m/s2，不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦，下列说法正确的是(　　) A．轻杆OP的拉力为10 N B．地面对物块b的支持力为35 N C．地面对物块b的摩擦力为5 N D．物块b对物块c的摩擦力为5 N 解析：B　绳子的拉力FT＝mag＝10 N，对O点受力分析，如图1所示，由几何关系可得α＝90°－θ＝30°，轻杆OP的拉力为FTOP＝2FTcos α＝10 N，故A错误；对b、c整体受力分析，如图2所示，由几何关系可得β＝30°，由题可知，地面对物块b的摩擦力为Ff＝FTcos 30°＝5 N，地面对物块b的支持力为FN＝(mb＋mc)g－FTsin 30°＝35 N，故C错误，B正确；由题知b、c处于静止状态，且b、c之间没有相对运动的趋势，因此物块b对物块c的摩擦力为0，故D错误，故选B。 图1　 图2 11．(2025·河北保定联考)一个用于晾晒的工具其简化模型如图所示。质量为m、边长为L的正方形竹网ABCD水平放置，用长均为L的AE、DE、BF、CF和长均为L的OE、OF六条轻绳静止悬挂于O点，OE、OF的延长线分别交于AD、BC的中点。下列说法正确的是(　　) A．六条轻绳的张力大小相等 B．轻绳AE的张力大小为mg C．轻绳OE的张力大小为mg D．OE、OF绳增长相同长度，AE绳张力大小不变 解析：C　令OE、OF轻绳与竖直方向夹角为θ，根据几何关系有sin θ＝，根据对称性可知，OE、OF轻绳上弹力大小相等，令为T1，针对OE、OF分析有2T1cos θ＝mg，解得T1＝mg，故C正确；根据对称性可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，令为T2，对轻绳的节点F进行受力分析有2T2cos 30°＝T1，结合上述解得T2＝mg，故B错误；根据上述可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，OE、OF轻绳上弹力大小相等，但AE、DE、BF、CF轻绳上弹力小于OE、OF轻绳上弹力，故A错误；若OE、OF绳增长相同长度，根据几何关系可知，OE、OF轻绳与竖直方向夹角为θ减小，根据2T1cos θ＝mg，可知，OE、OF轻绳上弹力T1减小，根据2T2cos 30°＝T1可知，AE绳张力减小，故D错误。故选C。 [培优创新练] 12．(10分)(2026·河南许昌期末)2025年夏季我国部分地区遭受极端高温天气，为保证空调冷气不外漏，很多办公室都安装了简易自动关门器，该装置的原理可以简化为用一弹簧拉着的门，某次门在关闭时被卡住，细心的小明发现了门下缝隙处塞紧了一个木楔，侧面如图所示，已知木楔质量为m，其上表面可视作光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数为μ，木楔上表面与水平地面间夹角为θ，重力加速度为g，木楔尺寸比门小很多，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。 (1)若门推动木楔在地板上缓慢匀速移动，求门下端对木楔上表面的压力大小； (2)小明研究发现，存在临界角θ0，若木楔倾角θ≤θ0，不管用多大力推门，塞在门下缝隙处的木楔都能将门卡住而不再运动，求这一临界角的正切值tan θ0。 解析：(1)对木楔受力分析，其受到重力、压力、支持力和摩擦力，如图所示 若门推动木楔在地板上缓慢匀速移动 竖直方向有N＝N1cos θ＋mg 水平方向有f＝N1sin θ 最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则 f＝μN＝μ(N1cos θ＋mg) 联立解得N1＝。 (2)不管用多大力推门，塞在门下缝隙处的木楔都能将门卡住而不再运动，即 N1sin θ≤μ(N1cos θ＋mg) 若木楔质量较小，近似为零，则可得tan θ≤μ 故临界角的正切值为tan θ0＝μ。 答案：(1)　(2)μ 学科网（北京）股份有限公司 $